3.5. descripciÓn y diagramas
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3.5. DESCRIPCIÓN Y DIAGRAMAS
3.5.1. Lazos de control
A continuación, se describen los lazos de control de las áreas 100, 200, 300, 700 y
800. Las áreas están subdivididas en equipos. Los lazos que se consideran lo
suficientemente similares en cuanto a funcionamiento y estructura se han agrupado,
presentando la descripción de uno de ellos.
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3.5.1.1 Área 100
- L-TE-1
- Necesidad de control: Control de nivel de los tanques de almacenamiento de
etileno para ordenar el vaciado en continuo.
- Características:
· Variable controlada: Nivel de líquido
· Variable manipulada: Salida tanques
· Punto de consigna: 0.3m
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: La alimentación de etileno al proceso se hace desde un único tanque
de etileno, por eso es necesario coordinar el vaciado. Cada tanque tiene un sensor de
nivel digital que indica si está vacío o no; envía la señal al controlador que detecta qué
tanques están llenos y cuales vacíos y mediante un seguido de especificaciones
funcionales, manda de forma ordenada el cierre de la válvula todo-nada del tanque
que se queda vacío y la obertura de la válvula del siguiente tanque que esté lleno.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor LS-T101-1 a LS—T108-1 Campo
Transmisor LT-T101-1 a LT—T108-1 Campo
Controlador LC-TE-1 Panel
Transductor LIP-T101-1 a LIP—T108-1 Campo
Elemento final LHV-T101-1 a LHV—T108-1 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- L-TAT-1
- Necesidad de control: Control de nivel de los tanques de almacenamiento de
acetaldehído para ordenar el llenado en continuo.
- Características:
· Variable controlada: Nivel
· Variable manipulada: Entrada
· Punto de consigna: 8m
· Tipo de lazo: Feedback
- Descripción: El producto se va almacenando en tanques, que se llenan de uno en
uno. Los sensores digitales de nivel indican si un tanque está lleno o no, le envían la
señal al controlador y éste, a partir de una serie de especificaciones funcionales,
manda cerrar la válvula todo-nada de entrada del tanque que se haya llenado y abrir la
del siguiente tanque que esté vacío.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor LS-T109-1 a LS—T113-1 Campo
Transmisor LT-T109-1 a LT—T113-1 Campo
Controlador LC-TAT-1 Panel
Transductor LT-T109-1 a LT—T113-1 Campo
Elemento final LHV-T109-1 a LHV—T113-1 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3.5.1.2 Área 200
Reactor R201
- C-R201-1
- Necesidad de control: Controlar la carga del reactor para mantener constante la
cantidad de líquido.
- Características:
· Variable controlada: Carga
· Variable manipulada: Caudal 217 (agua fresca)
· Punto de consigna: 172141 kg
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: A causa de la liberación de calor por la reacción, el medio acuoso se
mantiene en ebullición, así que es imprescindible reponer el líquido perdido,
mayoritariamente agua. Las células de carga detectan la el peso del reactor en
operación y envían una señal al controlador para que deje pasar más o menos caudal
de agua. Las pérdidas de agua por evaporación están calculadas teóricamente, pero
pueden variar significativamente en la práctica, así que el control es esencial.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor CS-R201-1 Campo
Transmisor CT-R201-1 Campo
Controlador CC-R201-1 Panel
Transductor CI/P-R201-1 Campo
Elemento final CCV-R201-1 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- PH-R201-1
- Necesidad de control: Control del pH de la mezcla del reactor para el buen
funcionamiento de la reacción
- Características:
· Variable controlada: pH
· Variable manipulada: Caudal HCl
· Punto de consigna: 2,8 bar
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El pH de la fase acuosa del reactor puede variar, ya que tiende a
perder concentración de protones; en este caso, se disminuye el pH con la adición
controlada de HCl. El sensor es un pH-metro in-line.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor PHS-R201-2 Campo
Transmisor PHT-R201-2 Campo
Controlador PHC-R201-2 Panel
Transductor PHI/P-R201-2 Campo
Elemento final PHCV-R201-2 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- P-R201-1
- Necesidad de control: Control de presión de salida del reactor
- Características:
· Variable controlada: Presión de salida
· Variable manipulada: Caudal de salida
· Punto de consigna: 2,3 bar
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: Son varias las razones por las cuales la presión es un parámetro muy
delicado en este reactor: el equipo trabaja a presión, es necesaria una presión mínima
para favorecer la reacción y hay una entrada y generación continua de gases. Ya sea
por seguridad o por el buen funcionamiento de la reacción, este control es
imprescindible. Hay un sensor de presión a la salida, que le transmite la medida al
controlador; éste, ordena abrir o cerrar la válvula de control de salida.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor PS-R201-3 Campo
Transmisor PT-R201-3 Campo
Controlador PC-R201-3 Panel
Transductor PI/P-R201-3 Campo
Elemento final PCV-R201-3 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- FV-R201-1
- Necesidad de control: Modificar la entrada de oxígeno en función de la entrada de
etileno fresco más la recirculación, manteniendo una ratio.
- Características:
· Variable controlada: Ratio 205/202 (caudal oxígeno/caudal entrada etileno)
· Variable manipulada: Caudal volumétrico oxígeno
· Punto de consigna: 0,04
· Tipo de lazo: Ratio (in-line)
- Descripción: Este control tipo ratio sirve para mantener la relación de reactivo
necesaria en la entrada del reactor. La entrada de etileno se irá aumentando con el
tiempo a causa de la desactivación del catalizador, por lo que hay que aumentar la
cantidad de oxígeno en consonancia.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor FVS-R201-4 Campo
Transmisor FVT-R201-4 Campo
Controlador FVC-R201-4 Panel
Transductor FVI/P-R201-4 Campo
Elemento final FVCV-R201-4 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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Separador S-201
- L-S201-1
- Necesidad de control: Mantener constante el nivel de líquido para favorecer la
separación G-L
- Características:
· Variable controlada: Nivel líquido
· Variable manipulada: Caudal 207 (salida líquido)
· Punto de consigna: 0,39m
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: No es bueno para el proceso de separación que el nivel de líquido sea
excesivo, así que una forma de mantenerlo constante es manipulando la salida. La
sonda de nivel estática indica si el líquido ha sobrepasado cierto límite y, de ser así, el
controlador manda abrir la válvula de control de salida.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor LS-S201-1 Campo
Transmisor LT-S201-1 Campo
Controlador LC-S201-1 Panel
Transductor LI/P-S201-1 Campo
Elemento final LCV-S201-1 Campo
- Lazos análogos:
· L-D302-2 · L-TP301-1 · L-TP302-1 · L-S301-1
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- P-S201-1
- Necesidad de control: Controlar la presión de salida
- Características:
· Variable controlada: Presión de salida
· Variable manipulada: Caudal 215 (salida del gas)
· Punto de consigna: 2 atm
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El controlador de presión de salida del gas recibe el valor de la presión
del sensor y actúa sobre la válvula de control para mantener la presión deseada. Esta
presión es menor a la de entrada ya que el gas sufre una expansión en el separador.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor PS-S201-2 Campo
Transmisor PT-S201-2 Campo
Controlador PC-S201-2 Panel
Transductor PI/P-S201-2 Campo
Elemento final PCV-S201-2 Campo
- Lazos análogos:
· P-S301-1
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- FM-S201-1
- Necesidad de control: Mantener una producción de acetaldehído constante
- Características:
· Variable controlada: Caudal másico de acetaldehído
· Variable manipulada: Presión de entrada de 202 (etileno y recirculación)
· Punto de consigna: 10120 kg/h
· Tipo de lazo: Feedback (on-line)
- Descripción: Para poder obtener una producción final mínima, es necesario que de
la zona de reacción salga un mínimo de acetaldehído. Esta producción puede verse
reducida por varios factores, principalmente por la pérdida de catalizador. Para
contrarrestarlo y antes de añadir catalizador nuevo, se opta por aumentar la presión de
entrada de etileno, hecho que afectará positivamente en la velocidad de reacción,
aumentando la producción. Para conocer el caudal másico de acetaldehído que hay a
la salida del separador, se necesita un detector de acetaldehído, que da la
concentración y un caudalímetro volumétrico; el controlador está programado para
calcular a partir de estos dos parámetros la cantidad de acetaldehído producido.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor FMS-S201-3 Campo
Transmisor FMT-S201-3 Campo
Controlador FMC-S201-3 Panel
Transductor FMI/P-S201-3 Campo
Elemento final FMCV-S201-3 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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-FV-S201-1
- Necesidad de control: Garantizar un caudal constante de salida de líquido del
reactor para la regeneración.
- Características:
· Variable controlada: Caudal 207 (salida líquido)
· Variable manipulada: Caudal salida forzada de líquido del reactor
· Punto de consigna: 4,5 m3/h
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: Con el paso del tiempo, se va perdiendo catalizador en forma de otras
substancias inservibles. Una parte se puede regenerar, así que es necesaria una
salida constante de líquido. Esto se consigue en parte por arrastre del gas a la salida,
pero es necesaria una salida forzada para garantizar un caudal de líquido constante;
esta salida se regula en función del caudal 207, cuanto menor sea éste, más tiene que
salir por la salida forzada. Un caudalímetro volumétrico mide el caudal de 207 y en
función del valor, el controlador ordena a la válvula de control de la salida que se abra
más o menos.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor FVS-S201-4 Campo
Transmisor FVT-S201-4 Campo
Controlador FVC-S201-4 Panel
Transductor FVI/P-S201-4 Campo
Elemento final FVCV-S201-4 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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Regenerador RE-201
- T-RE201-1
- Necesidad de control: Controlar la temperatura del regenerador para conseguir la
recuperación del catalizador.
- Características:
· Variable controlada: Temperatura
· Variable manipulada: Caudal 214 (vapor directo)
· Punto de consigna: 170ºC
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: Una de las condiciones necesarias para la recuperación del catalizador
mediante la degradación de substancias que lo contienen es exponer la mezcla a
170ºC. Esto se consigue insuflando vapor directo, que además hace aumentar la
presión, la otra condición necesaria. El vapor está a más temperatura que el punto de
consigna, por lo que a más caudal, más temperatura de la mezcla. La temperatura se
mide con un termómetro especial para las condiciones de operación y envía la señal al
controlador, que gradúa el caudal de vapor abriendo o cerrando una válvula de control.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor TS-RE201-1 Campo
Transmisor TT-RE201-1 Campo
Controlador TC-RE201-1 Panel
Transductor TI/P-RE201-1 Campo
Elemento final TCV-RE201-1 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- P-RE201-1
- Necesidad de control: Cortar la entrada de vapor cuando la presión sea excesiva.
- Características:
· Variable controlada: Presión
· Variable manipulada: Caudal 214 (vapor directo)
· Punto de consigna: 9,8 atm
· Tipo de lazo: Override (in-line)
- Descripción: El aumento del caudal de vapor puede conllevar el aumento de la
presión, así que este lazo se encarga de cortar el suministro de vapor cuando la
presión es excesiva. Es un control override porque predomina sobre la acción de otro
lazo sobre la misma variable (caudal de vapor) sólo en caso de peligro. Si no, éste
lazo no actúa. Cada lazo tiene un sensor y un controlador, pero ambos están unidos al
high selector switch, HSS, que es el instrumento encargado de decidir qué lazo actúa.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor PS-RE201-2 Campo
Transmisor PT-RE201-2 Campo
Controlador PC-RE201-2 Panel
Selector PTHSS-RE201-2 Panel
Transductor PI/P-RE201-2 Campo
Elemento final TCV-RE201-2 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3.5.1.3 Área 300
Absorbedor AB-301
- P-AB301-1
- Necesidad de control: Controlar la presión de salida del gas
- Características:
· Variable controlada: Presión de salida del gas
· Variable manipulada: Caudal salida del gas (308)
· Punto de consigna: 1 atm
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El sensor de presión mide la presión del caudal de gas de salida y en
función del valor, el controlador abre o cierra la válvula de control.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor PS-AB301-1 Campo
Transmisor PT-AB301-1 Campo
Controlador PC-AB301-1 Panel
Transductor PI/P-AB301-1 Campo
Elemento final PCV-AB301-1 Campo
- Lazos análogos:
· P-D301-1 · P-D302-1 · P-D302-2
· P-R701-1 · P-CA701A-1 · P-CA701B-1
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- T-AB301-1
- Necesidad de control: Controlar la temperatura de salida del gas para asegurar que
está por debajo del punto de ebullición del producto.
- Características:
· Variable controlada: Temperatura de salida
· Variable manipulada: Caudal fluido refrigerante del E-304
· Punto de consigna: 15ºC
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: Hay dos razones para mantener la temperatura relativamente baja: una
es para que no se evapore el producto y la otra para favorecer la absorción en el agua.
En este caso, el punto de consiga se consigue enfriando más o menos el agua de
lavado, manteniendo su caudal constante. Si la temperatura de salida crece, el
controlador ordenará aumentar caudal de fluido refrigerante en consonancia.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor TS-AB301-2 Campo
Transmisor TT-AB301-2 Campo
Controlador TC-AB301-2 Panel
Transductor TI/P-AB301-2 Campo
Elemento final TCV-AB301-2 Campo
- Lazos análogos:
· T-D301-1 · T-TP301-1 · T-R801-1 · T-R804-1
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- FV-AB301-1
- Necesidad de control: Mantener constante el caudal de recirculación de gases de
vuelta al reactor R-201
- Características:
· Variable controlada: Caudal volumétrico 216 (recirculación gases)
· Variable manipulada: Caudal 309 (tratamiento gases)
· Punto de consigna: 29870 m3/h
· Tipo de lazo: Feed-forward (in-line)
- Descripción: La salida de gases del absorbedor no tiene por qué ser siempre
constante, pero es interesante que la recirculación sí que lo sea; para conseguirlo, se
juega con el caudal de gas que se va a tratamiento. El control es anticipativo, es decir,
el caudalímetro está colocado antes de la válvula dos vías que reparte la salida del
absorbedor entre la recirculación y el tratamiento; éste envía la señal al controlador,
que regula la válvula de control que está instalada en la línea que va a tratamiento.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor FVS-AB301-3 Campo
Transmisor FVT-AB301-3 Campo
Controlador FVC-AB301-3 Panel
Transductor FVI/P-AB301-3 Campo
Elemento final FVCV-AB301-3 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- FV-AB301-2
- Necesidad de control: Mantener la relación gas/agua de lavado constante
- Características:
· Variable controlada: Ratio 331/303 (agua de lavado/gas de entrada)
· Variable manipulada: Caudal de agua
· Punto de consigna: 0,01
· Tipo de lazo: Ratio (in-line)
- Descripción: Para variaciones no demasiado grandes, el caudal de gas y el caudal
de agua de lavado necesaria para obtener un cierto rendimiento son proporcionales;
es por esto, que este lazo se encarga de mantener la ratio constante, ante posibles
variaciones del caudal de gas. Un caudalímetro mide el caudal de gas, envía la
medida al controlador y este actúa sobre la válvula de control que regula el paso del
agua.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor FVS-AB301-4 Campo
Transmisor FVT-AB301-4 Campo
Controlador FVC-AB301-4 Panel
Transductor FVI/P-AB301-4 Campo
Elemento final FVCV-AB301-4 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- L-AB301-1
- Necesidad de control: Controlar el nivel máximo de líquido para evitar la inundación
- Características:
· Variable controlada: Nivel de líquido
· Variable manipulada: Caudal 310 (salida líquido)
· Punto de consigna: 7m
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: La acumulación de líquido en la columna puede dar lugar a la
inundación del relleno, impidiendo el buen funcionamiento del equipo; esto se puede
solucionar aumentando la salida de líquido. Hay un sensor de nivel digital en la parte
alta de la columna, que transmite si el líquido ha superado cierto nivel o no; en caso
afirmativo, el controlador actúa sobre la válvula de control de salida abriéndola hasta
que el nivel baje lo suficiente.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor LS-AB301-5 Campo
Transmisor LT-AB301-5 Campo
Controlador LC-AB301-5 Panel
Transductor LI/P-AB301-5 Campo
Elemento final LCV-AB301-5 Campo
- Lazos análogos:
· L-D301-1
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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Torre de destilación D302
- CO-D302-1
- Necesidad de control: Controlar la pureza del producto final
- Características:
· Variable controlada: Composición del producto
· Variable manipulada: Relación de reflujo
· Punto de consigna: 99,97%
· Tipo de lazo: Feedback (on-line)
- Descripción: Un grado mínimo de pureza es imprescindible. Cuando el producto se
obtiene mediante una destilación, la riqueza del producto se puede aumentar
aumentando la relación de reflujo. Un detector de acetaldehído mide la concentración
de éste en la corriente de salida y la envía al controlador, que, en caso de que sea
diferente a lo deseado, actúa sobre la válvula de regulación a la entrada del reflujo a la
torre.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor COS-D302-1 Campo
Transmisor COT-D302-1 Campo
Controlador COC-D302-1 Panel
Transductor COI/P-D302-1 Campo
Elemento final COCV-D302-1 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- T-D302-1
- Necesidad de control: Mantener la temperatura del producto por debajo de su punto
de ebullición.
- Características:
· Variable controlada: Temperatura producto
· Variable manipulada: Caudal refrigerante de CN-301
· Punto de consigna: 15ºC
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El condensador perteneciente a la D-302 subenfría el producto por
debajo de la temperatura de condensación para evitar que comience a bullir. Se ha
elegido un punto de consigna 5ºC por debajo de la temperatura de ebullición, lo que se
considera margen suficiente. Esta temperatura se asegura manipulando el caudal de
fluido refrigerante, después de que el termómetro transmitas la temperatura al
controlador y éste actúe sobre la válvula de control del caudal refrigerante en caso de
que sea necesario.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor TS-D302-6 Campo
Transmisor TT-D302-6 Campo
Controlador TC-D302-6 Panel
Transductor TI/P-D302-6 Campo
Elemento final TCV-D302-6 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- T-D302-2
- Necesidad de control: Mantener el líquido del hervidor en ebullición
- Características:
· Variable controlada: Temperatura hervidor
· Variable manipulada: Caudal refrigerante de CN-301
· Punto de consigna: 15ºC
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El condensador perteneciente a la D-302 subenfría el producto por
debajo de la temperatura de condensación para evitar que comience a bullir. Se ha
elegido un punto de consigna 5ºC por debajo de la temperatura de ebullición, lo que se
considera margen suficiente. Esta temperatura se asegura manipulando el caudal de
fluido refrigerante, después de que el termómetro transmitas la temperatura al
controlador y éste actúe sobre la válvula de control del caudal refrigerante en caso de
que sea necesario.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor TS-D302-2 Campo
Transmisor TS-D302-2 Campo
Controlador TS-D302-2 Panel
Transductor TS-D302-2 Campo
Elemento final TS-D302-2 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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Tanque pulmón TP-302
- FV-TP302-1
- Necesidad de control: Alimentar el tanque con el mismo caudal de la salida
- Características:
· Variable controlada: Caudal agua entrada tanque (325)
· Variable manipulada: Caudal agua entrada tanque (325)
· Punto de consigna: Caudal 326+329
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El agua recirculada desde la D302 se usa en la AB301 y la D301. El
caudal designado para esta última es constante, mientras que el que va a AB301
puede variar. La finalidad pues de este lazo es recircular sólo el caudal necesario en
cada momento para esas dos operaciones, minimizando una acumulación en el TP
(tanto negativa como positiva) y facilitando la tarea de la distribución del agua. Como
el caudal a la D301 es constante, sólo es necesario medir el de la AB301; el
controlador calcula el caudal que tiene que entrar en el tanque y actúa sobre la valvula
de control.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor FVS-TP302-1 Campo
Transmisor FVT-TP302-1 Campo
Controlador FVC-TP302-1 Panel
Transductor FVIP-TP302-1 Campo
Elemento final FVCV-TP302-1 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3.5.1.4. Área 800
Reactor R-801
- PH-R801-1
- Necesidad de control: Mantener el pH
- Características:
· Variable controlada: pH del reactor
· Variable manipulada: Caudal de H2SO4
· Punto de consigna: 2,8
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: La primera etapa del proceso Fenton requiere un pH ácido, alrededor
de 2,8; para mantenerlo, se dosifica ácido sulfúrico. El sensor es un pH-metro inmerso
en el reactor, que transmite continuamente la señal al controlador que actúa sobre la
válvula de control para dosificar el ácido si es necesario.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor PHS-R801-1 Campo
Transmisor PHT-R801-1 Campo
Controlador PHC-R801-1 Panel
Transductor PHI/P-R801-1 Campo
Elemento final PHCV-R801-1 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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- T-R801-2
- Necesidad de control: Eliminar el calor de la reacción para que no aumente la
temperatura de la mezcla.
- Características:
· Variable controlada: Temperatura del reactor
· Variable manipulada: Caudal refrigerante del serpentín
· Punto de consigna: 40ºC
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El peróxido de hidrógeno se descompone muy rápidamente a partir de
los 50º aprox., así que como la reacción que tiene lugar en este reactor es
moderadamente exotérmica, hay que contar con un sistema de refrigeración; en este
caso es de media caña, por la que circula el fluido refrigerante; el caudal de éste se
manipula a partir de la señal de temperatura transmitida por el termómetro al
controlador, que puede actuar sobre la válvula de control del fluido refrigerante.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor TS-R801-2 Campo
Transmisor TT-R801-2 Campo
Controlador TC-R801-2 Panel
Transductor TIP-R801-2 Campo
Elemento final TCV-R801-2 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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Reactor R-802
- PH-R802-1
- Necesidad de control: Controlar el pH de la segunda etapa del proceso Fenton
- Características:
· Variable controlada: pH del reactor
· Variable manipulada: Caudal 836 (Lechada de cal)
· Punto de consigna: 8
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: Hay que mantener el pH alrededor de 8 para que precipite la mayor
parte del hierro oxidado, ya inservible. El afluente es muy ácido, así que hay que
añadir cantidades importantes de lechada. Este pH se consigue añadiendo lechada de
cal, que se dosifica gracias a la válvula de control que está regulada por el controlador
de pH en función de la señal que le transmite el pH-metro.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor PHS-R802-1 Campo
Transmisor PHT-R802-1 Campo
Controlador PHC-R802-1 Panel
Transductor PHI/P-R802-1 Campo
Elemento final PHCV-R802-1 Campo
- Lazos análogos:
· PH-R804-1
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
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Tanque de preparación de lechada TD801
- L-TD801-1
- Necesidad de control: Reponer el volumen de lechada de cal que se gasta
- Características:
· Variable controlada: Nivel de líquido
· Variable manipulada: Caudal entrada de agua fresca
· Punto de consigna: 4,2m
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El gasto de lechada de cal es continuo, por lo que hay que reponer el
volumen empleado. Esta reposición se realiza controlando el nivel de lechada en el
tanque: el sensor de nivel transmite cual es el nivel del tanque y en función del valor, el
controlador actúa sobre la válvula de control de entrada de agua.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor LS-TD801-1 Campo
Transmisor LT-TD801-1 Campo
Controlador LC-TD801-1 Panel
Transductor LI/P-TD801-1 Campo
Elemento final LCV-TD801-1 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-76
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-77
- FM-TD801-1
- Necesidad de control: Dosificar la Ca(OH)2 necesaria para mantener la
concentración deseada.
- Características:
· Variable controlada: Ratio mCa(OH)2/Qv agua entrada
· Variable manipulada: Caudal másico de Ca(OH)2
· Punto de consigna: 4,5e-4 kg/m3
· Tipo de lazo: Ratio (in-line)
- Descripción: Para mantener la concentración de Ca(OH)2 deseada hay que reponer
la Ca(OH)2 correspondiente a la entrada de agua fresca; para eso, se propone un
control ratio, que relaciona ambos caudales y que supedita el de Ca(OH)2 a la entrada
de agua. Un caudalímetro le transmite el valor del caudal volumétrico de agua al
controlador, que actuará sobre el dosificador del silo SI-802 para mantener la relación.
El silo porta incorporado el dosificador y el transductor.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor FMS-TD801-2 Campo
Transmisor FMT-TD801-2 Campo
Controlador FMC-TD801-2 Panel
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-78
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-79
Sequencing Batch Reactor SBR801A
- OD-SBR801A-1
- Necesidad de control: Mantener la concentración de oxígeno disuelto necesaria
para el proceso biológico.
- Características:
· Variable controlada: Concentración de oxígeno disuelto
· Variable manipulada: Caudal aire
· Punto de consigna: 2mg/l
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El oxígeno disuelto se va consumiendo por la actividad microbiana, así
que hay que reponerlo insuflando aire para mantener cierta concentración. Una sonda
mide el OD y en función del valor, el controlador actúa sobre la válvula de control del
caudal de aire para manipularlo.
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor ODS-SBR801A-1 Campo
Transmisor ODT-SBR801A-1 Campo
Controlador ODC-SBR801A-1 Panel
Transductor ODI/P-SBR801A-1 Campo
Elemento final ODCV-SBR801A-1 Campo
- Lazos análogos:
· OD-SBR801B-1 · OD-R803-1
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-80
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-81
Reactor biológico continuo R803
- PH-R803-1
- Necesidad de control: Mantener el pH dentro de un rango aceptable para el
proceso biológico.
- Características:
· Variable controlada: pH reactor
· Variable manipulada: Caudal NaOH o HCl
· Punto de consigna: Entre 6 y 8
· Tipo de lazo: Feedback (in-line)
- Descripción: El pH es uno de los parámetros clave durante un proceso biológico y,
aunque permite un rango amplio de trabajo, no está de más tener un sistema de
control por si acaso. El lazo consta de una única sonda pero de dos válvulas de
control, una para la sosa y la otra para el clorhídrico
- Instrumentación del lazo:
Instrumento Denominación Situación
Sensor PHS-R803-1 Campo
Transmisor PHT-R803-1 Campo
Controlador PHC-R803-1 Panel
Transductor PHI/P-R803-1 y 2 Campo
Elemento final PHCV-R803-1 y 2 Campo
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-82
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-83
3.5.2. Lazos de monitoreo y seguridad
Los lazos de monitoreo pueden estar formados solamente por sensores que
transmiten la medida para ser almacenada o por un sistema de aviso, como por
ejemplo una alarma visual o sonora. Se puede monitorear cualquiera de las variables y
la señal puede ser analógica o digital, es decir, se puede saber con cierta exactitud el
valor real de una variable (analógico) o sólo si una variable ha sobrepasado o no un
valor determinado (digital).
Los lazos de seguridad en cambio están referidos exclusivamente a la presión, ya que
hacen referencia a las válvulas de seguridad y a los discos de ruptura; los dos
dispositivos sirven para aliviar la sobrepresión que se haya podido generar en un
recipiente; la gran diferencia es que la ruptura de un disco de seguridad es irreversible
mientras que la válvula de seguridad vuelve a su estado normal una vez se ha
rebajado suficiente la presión. Es por esto que la válvula de seguridad está calibrada
por debajo del disco de ruptura. Los discos de ruptura pues sólo deben activarse en
caso de extrema necesidad, por eso están diseñados para que dejen despresurizar el
equipo cuando la presión está muy cercana a la presión de diseño. En función de la
composición de gas que pueda salir por esto accesorios será necesario tener estas
salidas canalizadas hacia un lugar controlado o directamente a tratamiento.
Mencionar también que, dado que las válvulas de seguridad y los discos de ruptura
están diseñados para que se accionen en situaciones de emergencia que en principio
no se deberían dar, éstos envían una señal a la sala de control para que no pase
desapercibida esta tal situación y se puedan tomar medidas al respecto.
3.5.2.1 Área 100
En esta área se almacena tanto uno de los reactivos, el etileno, como el producto. Son
substancias de bajo punto de ebullición, sobre todo el etileno, así que se requiere
conservarlos en condiciones especiales. Ambos se almacenan licuados cuando en las
condiciones de normales de la planta los dos estarían en estado gas; es por esto muy
importante controlar la presión y la temperatura.
El etileno se guarda en tanques criogénicos a muy baja temperatura y a sobrepresión
(3 atm); las dos variables están monitorizadas para poder prevenir la gasificación del
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-84
etileno. Además, los tanques tienen un sistema de seguridad que consta de una
válvula de seguridad y un disco de ruptura, para evitar la explosión del recipiente en
caso de una gasificación descontrolada. El aislamiento del calor del medio se refuerza
mediante una cámara de alto vacío, la cual también está monitorizada.
El acetaldehído tiene un punto de ebullición cercano a la temperatura ambiental, por lo
que las condiciones de almacenamiento son más suaves. No obstante, también se
vigila tanto la temperatura como la presión, por la misma razón antes expuesta.
En sendos casos se monitorea el nivel de líquido con sensores de nivel on/off. En los
T-E el sensor está instalado a la altura de líquido máxima de trabajo y sirve sobre todo
para el proceso de llenado. En los T-AT el sensor está en el fondo inferior para
favorecer el proceso de vaciado.
Cada tanque cuenta con uno de estos lazos y todos están unidos al PLC del área. Las
alarmas se activan cuando se está cerca de llegar al límite de presión de diseño del
tanque.
3.5.2.2 Área 200
Los equipos de esta zona están fuertemente controlados, con lo que el número de
lazos de monitores no es muy elevado a pesar de la importancia del área. Los tres
equipos tienen el sistema de seguridad de sobrepresión correspondiente.
Además, el reactor cuenta con un sensor de presión en la cámara de premezclado de
gases para saber, por ejemplo, si por requerimientos de la producción se ha
aumentado en exceso la entrada de reactivos. La temperatura está autoregulada, ya
que el calor desprendido por la reacción lo absorbe la mezcla como calor latente, es
decir, bullendo; por ello, la temperatura se mantiene constante si la composición no
varía demasiado; no obstante, hay sensores de temperatura repartidos a lo largo del
equipo para detectar posibles anomalías, ya que, por ejemplo, una desviación
excesiva de la temperatura podría ser señal de un cambio importante de la
composición de la mezcla; una temperatura baja podría ser indicio de una apagada del
reactor, es decir, que el calor que se genera no es suficiente para mantener la mezcla
en ebullición.
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-85
3.5.2.3 Área 300
A parte de los lazos de seguridad por sobrepresión, cabe destacar la presencia de
sensores de nivel de líquido y de temperatura. Esta última es el parámetro más
característico de un proceso de destilación, por lo que es evidente la necesidad de
sondas de temperatura; al diseñar la segunda torre de destilación se ha obtenido un
perfil de temperaturas a lo largo de la columna y con los sensores de temperatura es
posible cerciorarse de que a la práctica este perfil es como el previsto; están dispuesto
en puntos clave, como en la entrada y la salida, la frontera entre la zona de relleno y
de platos y en un plato de ejemplo hacia la mitad de esta zona.
3.5.2.4 Área 700
En esta zona se tratan los gases, así que también hay lazos de seguridad de presión.
Por otro lado, las temperaturas que se dan son bastante elevadas y han de estar
dentro de unos rangos para asegurar la eliminación de las substancias nocivas. Por
ello, se monitorea la temperatura en diferentes puntos de los equipos. En la salida de
la chimenea, hay un sensor de concentración de tóxicos, para corroborar que la salida
cumple con los requerimientos legales.
3.5.2.5 Área 800
El flujo del líquido de proceso es por rebosamiento controlado en la mayoría de
equipos de esta zona, por eso hay sensores de nivel para poder actuar antes de que la
mezcla sobresalga de los tanques. Además, también se hace un seguimiento de
diferentes parámetros en los reactores biológicos, como la temperatura y el pH.
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-86
3.6. INSTRUMENTACIÓN
Los lazos de control y de monitorización tienen asociada una instrumentación
específica para poder llevar a cabo su labor. Se puede dividir en los siguientes tipos:
- Elementos primarios: Los primarios son los instrumentos que captan y
transmiten la señal (sensores, transmisores, transductores…)
- Finales de control son los que reciben la orden del controlador y actúan en
consecuencia (válvulas de control, variadores de frecuencia…).
- Tarjetas de adquisición de datos: agrupan y envían las señales a y desde la
unidad de control.
- Otros: Alarmas de nivel alto y bajo, selectores switch…
3.6.1. Señales
Tal y como se ha comentado anteriormente, se transmiten dos tipos de señales, las
analógicas y las digitales, siendo las primeras una escala continua dentro de un rango
y las segundas del tipo binario, es decir, activo/inactivo. Éstas pueden ser de entrada o
de salida.
- Señal de entrada analógica: Sensores, transmisores de variables medidas en
continuo (temperatura, caudal…).
- Señal de entrada digital: Confirmación de marcha y de paro, sensores y
transmisores de variables medidas tipo nivel mínimo/máximo (nivel).
- Señal de salida analógica: Válvulas de control, variadores de frecuencia,
dosificadores.
- Señal de salida digital: Válvulas automáticas todo/nada, alarmas, finales de
carrera.
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-87
3.6.2. Instrumentación de los lazos de control
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 1
DISEÑO A.C.C.A de 7
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
L-TE-1 LS-T101-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T101-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T101-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T102-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T102-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T102-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T103-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T103-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T103-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T104-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T104-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T104-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T105-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T105-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T105-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T106-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T106-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T106-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T107-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T107-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T107-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T108-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T108-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T108-1 Transductor int./pres. Campo
INSTRUMENTACIÓN
LAZOS DE CONTROL
Área 100
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-88
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 2
DISEÑO A.C.C.A de 7
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
L-TAT-1 LS-T109-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T109-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T109-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T110-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T110-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T110-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T111-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T111-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T111-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T112-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T112-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T112-1 Transductor int./pres. Campo
LS-T113-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-T113-1 Transmisor de señal Campo
LC-TE-1 Controlador de nivel Panel
LIP-T113-1 Transductor int./pres. Campo
Lazo Ítem Descripción Situación
C-R201-1 CS-R201-1 Sensor de carga Campo
CT-R201-1 Transmisor de señal Campo
CC-R201-1 Controlador de carga Panel
CIP-R201-1 Transductor int./pres. Campo
PH-R201-1 PHS-R201-2 Sensor de pH Campo
PHT-R201-2 Transmisor de señal Campo
PHC-R201-2 Controlador de pH Panel
PHIP-R201-2 Transductor int./pres. Campo
P-R201-1 PS-R201-3 Sensor de presión Campo
PT-R201-3 Transmisor de señal Campo
PC-R201-3 Controlador de presión Panel
PIP-R201-3 Transductor int./pres. Campo
INSTRUMENTACIÓN
LAZOS DE CONTROL
Área 100
Área 200
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-89
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 3
DISEÑO A.C.C.A de 7
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
FV-R201-1 FVS-R201-4 Sensor de caudal vol. Campo
FVT-R201-4 Transmisor de señal Campo
FVC-R201-4 Controlador de caudal vol. Panel
FVIP-R201-4 Transductor int./pres. Campo
L-S201-1 LS-S201-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-S201-1 Transmisor de señal Campo
LC-S201-1 Controlador de nivel Panel
LIP-S201-1 Transductor int./pres. Campo
P-S201-1 PS-S201-2 Sensor de presión Campo
PT-S201-2 Transmisor de señal Campo
PC-S201-2 Controlador de presión Panel
PIP-S201-2 Transductor int./pres. Campo
FM-S201-1 FVS-S201-3 Sensor de caudal vol. Campo
COS-S201-4 Sensor de concentración de AT Campo
FVT-S201-3 Transmisor de señal Campo
COT-S201-4 Transmisor de señal Campo
FMC-S201-3 Controlador de caudal más. Panel
FMIP-S201-3 Transductor int./pres. Campo
FV-S201-1 FVS-S201-4 Sensor de caudal vol. Campo
FVT-S201-4 Transmisor de señal Campo
FVC-S201-4 Controlador de caudal vol. Panel
FVIP-S201-4 Transductor int./pres. Campo
T-RE201-1 TS-RE201-1 Sensor de temperatura Campo
TT-RE201-1 Transmisor de señal Campo
TC-RE201-1 Controlador de temperatura Panel
TIP-RE201-1 Transductor int./pres. Campo
P-RE201-1 PS-R201-2 Sensor de presión Campo
PT-R201-2 Transmisor de señal Campo
PC-R201-2 Controlador de presión Panel
PIP-R201-2 Transductor int./pres. Campo
TPHSS-R201-1 Selector switch valor alto Campo
Lazo Ítem Descripción Situación
P-AB301-1 PS-AB301-1 Sensor de presión Campo
PT-AB301-1 Transmisor de señal Campo
PC-AB301-1 Controlador de presión Panel
PIP-AB301-1 Transductor int./pres. Campo
T-AB301-1 TS-AB301-2 Sensor de temperatura Campo
TT-AB301-2 Transmisor de señal Campo
TC-AB301-2 Controlador de temperatura Panel
TIP-AB301-2 Transductor int./pres. Campo
INSTRUMENTACIÓN
LAZOS DE CONTROL
Área 200
Área 300
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-90
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 4
DISEÑO A.C.C.A de 7
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
FV-AB301-1 FVS-AB301-3 Sensor de caudal vol. Campo
FVT-AB301-3 Transmisor de señal Campo
FVC-AB301-3 Controlador de caudal vol. Panel
FVIP-AB301-3 Transductor int./pres. Campo
FV-AB301-2 FVS-AB301-4 Sensor de caudal vol. Campo
FVT-AB301-4 Transmisor de señal Campo
FVC-AB301-4 Controlador de caudal vol. Panel
FVIP-AB301-4 Transductor int./pres. Campo
L-AB301-1 LS-AB301-5 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-AB301-5 Transmisor de señal Campo
LC-AB301-5 Controlador de nivel Panel
LIP-AB301-5 Transductor int./pres. Campo
P-D301-1 PS-D301-1 Sensor de presión Campo
PT-D301-1 Transmisor de señal Campo
PC-D301-1 Controlador de presión Panel
PIP-D301-1 Transductor int./pres. Campo
T-D301-1 TS-D301-2 Sensor de temperatura Campo
TT-D301-2 Transmisor de señal Campo
TC-D301-2 Controlador de temperatura Panel
TIP-D301-2 Transductor int./pres. Campo
CO-D302-1 COS-D302-1 Sensor de composición Campo
COT-D302-1 Transmisor de señal Campo
COC-D302-1 Controlador de nivel Panel
COIP-D302-1 Transductor int./pres. Campo
L-D302-1 LS-D302-2 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-D302-2 Transmisor de señal Campo
LC-D302-2 Controlador de nivel Panel
LIP-D302-2 Transductor int./pres. Campo
L-D302-2 LS-D302-3 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-D302-3 Transmisor de señal Campo
LC-D302-3 Controlador de nivel Panel
LIP-D302-3 Transductor int./pres. Campo
P-D302-1 PS-D302-4 Sensor de presión Campo
PT-D302-4 Transmisor de señal Campo
PC-D302-4 Controlador de presión Panel
PIP-D302-4 Transductor int./pres. Campo
INSTRUMENTACIÓN
LAZOS DE CONTROL
Área 300
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-91
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 5
DISEÑO A.C.C.A de 7
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
P-D302-2 PS-D302-5 Sensor de presión Campo
PT-D302-5 Transmisor de señal Campo
PC-D302-5 Controlador de presión Panel
PIP-D302-5 Transductor int./pres. Campo
T-D302-1 TS-D302-6 Sensor de temperatura Campo
TT-D302-6 Transmisor de señal Campo
TC-D302-6 Controlador de temperatura Panel
TIP-D302-6 Transductor int./pres. Campo
T-D302-2 TS-D302-7 Sensor de temperatura Campo
TT-D302-7 Transmisor de señal Campo
TC-D302-7 Controlador de temperatura Panel
TIP-D302-7 Transductor int./pres. Campo
L-TP301-1 LS-TP301-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-TP301-1 Transmisor de señal Campo
LC-TP301-1 Controlador de nivel Panel
LIP-TP301-1 Transductor int./pres. Campo
T-TP301-1 TS-TP301-2 Sensor de temperatura Campo
TT-TP301-2 Transmisor de señal Campo
TC-TP301-2 Controlador de temperatura Panel
TIP-TP301-2 Transductor int./pres. Campo
L-TP302-1 LS-TP302-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-TP302-1 Transmisor de señal Campo
LC-TP302-1 Controlador de nivel Panel
LIP-TP302-1 Transductor int./pres. Campo
FV-TP302-1 FVS-TP302-2 Sensor de caudal vol. Campo
FVT-TP302-2 Transmisor de señal Campo
FVC-TP302-2 Controlador de caudal vol. Panel
FVIP-TP302-2 Transductor int./pres. Campo
Lazo Ítem Descripción Situación
P-R701-1 PS-R701-1 Sensor de presión Campo
PT-R701-1 Transmisor de señal Campo
PC-R701-1 Controlador de presión Panel
PIP-R701-1 Transductor int./pres. Campo
P-CA701A-1 PS-CA701A-1 Sensor de presión Campo
PT-CA701A-1 Transmisor de señal Campo
PC-CA701A-1 Controlador de presión Panel
PIP-CA701A-1 Transductor int./pres. Campo
INSTRUMENTACIÓN
LAZOS DE CONTROL
Área 300
Área 700
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-92
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 6
DISEÑO A.C.C.A de 7
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
P-CA701B-1 PS-CA701B-1 Sensor de presión Campo
PT-CA701B-1 Transmisor de señal Campo
PC-CA701B-1 Controlador de presión Panel
PIP-CA701B-1 Transductor int./pres. Campo
Lazo Ítem Descripción Situación
PH-R801-1 PHS-R801-1 Sensor de pH Campo
PHT-R801-1 Transmisor de señal Campo
PHC-R801-1 Controlador de pH Panel
PHIP-R801-1 Transductor int./pres. Campo
T-R801-1 TS-R801-2 Sensor de temperatura Campo
TT-R801-2 Transmisor de señal Campo
TC-R801-2 Controlador de temperatura Panel
TIP-R801-2 Transductor int./pres. Campo
T-R801-2 TS-R801-3 Sensor de temperatura Campo
TT-R801-3 Transmisor de señal Campo
TC-R801-3 Controlador de temperatura Panel
TIP-R801-3 Transductor int./pres. Campo
PH-R802-1 PHS-R802-1 Sensor de pH Campo
PHT-R802-1 Transmisor de señal Campo
PHC-R802-1 Controlador de pH Panel
PHIP-R802-1 Transductor int./pres. Campo
L-TD801-1 LS-TD801-1 Sensor de nivel (on-off) Campo
LT-TD801-1 Transmisor de señal Campo
LC-TD801-1 Controlador de nivel Panel
LIP-TD801-1 Transductor int./pres. Campo
FM-TD801-1 FMS-TD801-2 Sensor de caudal más. Campo
FMT-TD801-2 Transmisor de señal Campo
FMC-TD801-2 Controlador de caudal más. Panel
FMIP-TD801-2 Transductor int./pres. Campo
T-R804-1 TS-R804-1 Sensor de temperatura Campo
TT-R804-1 Transmisor de señal Campo
TC-R804-1 Controlador de temperatura Panel
TIP-R804-1 Transductor int./pres. Campo
PH-R804-1 PHS-R804-2 Sensor de pH Campo
PHT-R804-2 Transmisor de señal Campo
PHC-R804-2 Controlador de pH Panel
PHIP-R804-2 Transductor int./pres. Campo
INSTRUMENTACIÓN
LAZOS DE CONTROL
Área 700
Área 800
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-93
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 7
DISEÑO A.C.C.A de 7
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
OD-SBR801A-1 ODS-SBR801A-1 Sensor de oxígeno dis. Campo
ODT-SBR801A-1 Transmisor de señal Campo
ODC-SBR801A-1 Controlador de oxígeno dis. Panel
ODIP-SBR801A-1 Transductor int./pres. Campo
OD-SBR801B-1 ODS-SBR801B-1 Sensor de oxígeno dis. Campo
ODT-SBR801B-1 Transmisor de señal Campo
ODC-SBR801B-1 Controlador de oxígeno dis. Panel
ODIP-SBR801B-1 Transductor int./pres. Campo
PH-R803-1 PHS-R803-1 Sensor de pH Campo
PHT-R803-1 Transmisor de señal Campo
PHC-R803-1 Controlador de pH Panel
PHIP-R803-1 Transductor int./pres. Campo
OD-R803-1 ODS-R803-2 Sensor de oxígeno dis. Campo
ODT-R803-2 Transmisor de señal Campo
ODC-R803-2 Controlador de oxígeno dis. Panel
ODIP-R803-2 Transductor int./pres. Campo
INSTRUMENTACIÓN
LAZOS DE CONTROL
Área 800
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-94
3.6.3. Instrumentación de los lazos de monitorización y seguridad
INSTRUMENTACIÓN DE MONITORIZACIÓN
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 1
DISEÑO A.C.C.A de 3
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Área 100
Lazo Ítem Descripción Situación
ML-T101-1 a SML-T101-1 a Sensor de nivel
(on/off) Campo
ML-T108-1 SML-T108-1
TML-T101-1 a Transmisor de senyal Campo
TML-T108-1
MP-T101-1 a SMP-T101-1 a
Sensor de nivel (on/off) Campo
MP-T108-1 SMP-T108-1
TMP-T101-1 a Transmisor de senyal Campo
TMP-T108-1
AHMP-T101-1 a Alarma nivel alto P Panel
AHMP-T108-1
MP-T101-2 a SMP-T101-2 a Sensor de presión Campo
MP-T108-2 SMP-T108-2
TMP-T101-2 a Transmisor de señal Campo
TMP-T108-2
MT-T101-1 a SMT-T101-1 a Sensor de tempratura Campo
MT-T108-1 SMT-T108-1
TMT-T101-1 a Transmisor de señal Campo
TMT-T108-1
ML-T109-1 a SML-T109-1 a
Sensor de nivel (on/off) Campo
ML-T113-1 SML-T113-1
TML-T109-1 a Transmisor de senyal Campo
TML-T113-1
MP-T109-1 a SMP-T109-1 a
Sensor de nivel (on/off) Campo
MP-T113-1 SMP-T113-1
TMP-T109-1 a Transmisor de senyal Campo
TMP-T113-1
AHMP-T109-1 a Alarma nivel alto P Panel
AHMP-T113-1
MT-T109-1 a SMT-T109-1 a Sensor de presión Campo
MT-T113-1 SMT-T113-1
TMT-T109-1 a Transmisor de señal Campo
TMT-T113-1
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-95
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 2
DISEÑO A.C.C.A de 3
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
MP-R201-1 SMP-R201-1 Sensor de presión Campo
TMP-R201-1 Transmisor de señal Campo
AHMP-R201-1 Alarma nivel alto P Panel
MT-R201-1 SMT-R201-1 Sensor de presión Campo
TMT-R201-1 Transmisor de señal Campo
AHMT-R201-1 Alarma nivel alto T Panel
MT-R201-2 SMT-R201-2 Sensor de presión Campo
TMT-R201-2 Transmisor de señal Campo
AHMT-R201-2 Alarma nivel alto T Panel
Lazo Ítem Descripción Situación
ML-AB301-1 SML-AB301-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMP-AB301-1 Transmisor de señal Campo
AHML-AB301-1 Alarma nivel alto L Panel
MT-D302-1 SMT-D302-1 Sensor de temperatura Campo
TMP-D302-1 Transmisor de señal Campo
MT-D302-2 SMT-D302-2 Sensor de temperatura Campo
TMP-D302-2 Transmisor de señal Campo
MT-D302-3 SMT-D302-3 Sensor de temperatura Campo
TMP-D302-3 Transmisor de señal Campo
MT-D302-4 SMT-D302-4 Sensor de temperatura Campo
TMP-D302-4 Transmisor de señal Campo
ML-D302-1 SML-D302-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMP-D302-1 Transmisor de señal Campo
ML-D302-2 SML-D302-2 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMP-D302-2 Transmisor de señal Campo
ML-AB301-1 SML-AB301-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMP-AB301-1 Transmisor de señal Campo
Lazo Ítem Descripción Situación
MT-R701-1 SMT-R701-1 Sensor de temperatura Campo
TMT-R701-1 Transmisor de señal Campo
AHMT-R701-1 Alarma nivel alto T Panel
TMT-R701-1 Transmisor de señal Campo
ALMT-R701-1 Alarma nivel bajo T Panel
MT-R701-2 SMT-R701-2 Sensor de temperatura Campo
TMT-R701-2 Transmisor de señal Campo
AHMT-R701-2 Alarma nivel alto T Panel
TMT-R701-2 Transmisor de señal Campo
ALMT-R701-2 Alarma nivel bajo T Panel
MT-R701-3 SMT-R701-3 Sensor de temperatura Campo
TMT-R701-3 Transmisor de señal Campo
AHMT-R701-3 Alarma nivel alto T Panel
TMT-R701-3 Transmisor de señal Campo
ALMT-R701-3 Alarma nivel bajo T Panel
INSTRUMENTACIÓN DE
MONITORIZACIÓN
Área 200
Área 300
Área 700
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-96
PROYECTO Acetaldehído Hoja nº 3
DISEÑO A.C.C.A de 3
LOCALIZACIÓN Castellbisbal Fecha 14/06/2010
Lazo Ítem Descripción Situación
MT-CA701-1 SMT-CA701-1 Sensor de temperatura Campo
TMT-CA701-1 Transmisor de señal Campo
MT-CA701-2 SMT-CA701-2 Sensor de temperatura Campo
TMT-CA701-2 Transmisor de señal Campo
MCO-X701-1 SMCO-X701-1 Sensor de composición Campo
TMT-X701-1 Transmisor de señal Campo
AHMCO-X701-1 Alarma nivel alto CO Panel
MT-X701-1 SMT-X701-1 Sensor de temperatura Campo
Lazo Ítem Descripción Situación
ML-R801-1 SML-R801-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMT-R801-1 Transmisor de señal Campo
AHML-R801-1 Alarma nivel alto L Panel
ML-R802-1 SML-R802-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMT-R802-1 Transmisor de señal Campo
AHML-R802-1 Alarma nivel alto L Panel
ML-R803-1 SML-R803-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMT-R803-1 Transmisor de señal Campo
AHML-R803-1 Alarma nivel alto L Panel
MT-R803-1 SMT-R803-1 Sensor de temperatura Campo
TMT-R803-1 Transmisor de señal Campo
ML-R804-1 SML-R804-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMT-R804-1 Transmisor de señal Campo
AHML-R804-1 Alarma nivel alto L Panel
ML-SBR801A-1 SML-SBR801A-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TML-SBR801A-1 Transmisor de señal Campo
AHML-SBR801A-1 Alarma nivel alto L Panel
ML-SBR801B-1 SML-SBR801B-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TMT-SBR801B-1 Transmisor de señal Campo
AHML-SBR801B-1 Alarma nivel alto L Panel
MT-SBR801A-1 SMT-SBR801A-1 Sensor de temperatura Campo
TMT-SBR801A-1 Transmisor de señal Campo
MT-SBR801B-1 SMT-SBR801B-1 Sensor de temperatura Campo
TMT-SBR801B-1 Transmisor de señal Campo
MPH-SBR801A-1 SMPH-SBR801A-1 Sensor de pH Campo
TMT-SBR801A-1 Transmisor de señal Campo
MPH-SBR801B-1 SMPH-SBR801B-1 Sensor de pH Campo
TMT-SBR801B-1 Transmisor de señal Campo
ML-TP801-1 SML-TP801-1 Sensor de nivel (on/off) Campo
TML-TP801-1 Transmisor de señal Campo
AHML-TP801-1 Alarma nivel alto L Panel
INSTRUMENTACIÓN DE
MONITORIZACIÓN
Área 700
Área 800
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-97
3.6.4. Instrumentos de medida
La instrumentación de medida ha de ser la adecuada para el tipo de variable que se
quiere medir y las condiciones en las cuales se da esta operación. Las variables que
hay que medir son:
- Temperatura
- Nivel
- Presión
- Caudal volumétrico
- Caudal másico
- Concentración de oxígeno disuelto
- pH
- Carga
Siguiendo un criterio de simplicidad, se intenta utilizar el mismo instrumento en todos
los lazos de cada variable, siempre y cuando las características y condiciones de la
operación sean suficientemente similares. De esta manera, se facilitan las tareas de
mantenimiento, se reduce la complejidad de la instalación electrónica y se reduce el
stock de recambios
3.6.4.1. Temperatura
Las sondas de temperatura trabajan inmersas en el medio, por lo que están
directamente expuestas a éste. Para evitar la corrosión, todos los sensores que miden
la temperatura de medios corrosivos, estarán cubiertos por una vaina. Las vainas son
de acero inoxidable para aguantar la corrosión y no dificultar en exceso la
transferencia de calor; además las vainas de la zona 200 están recubiertas de la
aleación de titanio que se utiliza en el recubrimiento de los equipos.
Los rangos de temperatura no son excesivamente altos, excepto los del área 700, para
los que se necesitarán sondas un poco más sofisticadas.
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-98
3.6.4.2. Presión
Los sensores de presión han de ser también de un material que soporte la corrosividad
del medio, así que son de material cerámico. No hay ningún equipo que trabaje a
presiones muy altas (máximo, a 10 atm), así que las sondas son relativamente
sencillas.
3.6.4.3 Nivel
Todos los controles de nivel son tipo on-off, es decir, el elemento medidor transmite si
el nivel de líquido ha sobrepasado un punto o no. Este punto puede ser un máximo o
un mínimo. La detección de nivel es por vibración, un diapasón que según el medio en
el que está inmerso emite vibraciones a una frecuencia o a otra.
3.6.4.4 Concentración
La concentración de acetaldehído se mide tanto para conocer la producción a la salida
de la zona de reacción como para determinar la pureza del producto final. La
diferencia fundamental entre sendas medidas es que la salida del separador es en
fase gas y el producto final está condensado. Para el primer caso, se usa un detector
infrarrojo de gases hidrocarburos que se puede calibrar para diferentes hidrocarburos,
entre ellos el acetaldehído; éste trabaja en un rango de concentración por debajo del
límite inferior de inflamabilidad y, dado que la mezcla a analizar es claramente
inflamable, hay que diluir la muestra hasta conseguir que esté por debajo del límite
inferior; la dilución también ayuda a rebajar la temperatura por debajo del límite
superior que permite el detector. En el segundo caso, se utiliza un cromatógrafo de
masas, que además de dar la pureza del acetaldehído, puede determinar la presencia
de pequeñas trazas de impurezas (agua y otros aldehídos, principalmente.).
3.6.4.5 Carga
Para conocer la cantidad de líquido que hay en un recipiente se puede medir el nivel y
calcular el volumen a partir de la geometría o pesarlo mediante células de carga. En la
medida del reactor se ha optado por esta última opción ya que debido al estado de
ebullición y de burbujeo, se prevé imposible tener una superficie de líquido
suficientemente homogénea como para poder determinar un nivel concreto. Se
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-99
colocan 3 células de carga en forma de triángulo equilátero. La presencia de estas
células requiere que las conexiones de entrada y salida al reactor sean flexibles.
3.6.4.6 Fichas de especificación
A continuación, se exponen ejemplos representativos de las fichas de especificación
de los instrumentos de medida.
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-100
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-101
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-102
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-103
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-104
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-105
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-106
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-107
3.7 ELEMENTOS FINALES DE CONTROL. VÁLVULAS DE
CONTROL
3.7.1 Introducción
Se conoce como elemento final de control aquella instrumentación que al recibir la
señal del controlador actúa sobre la variable manipulada para conseguir que la
variable controlada este dentro de los valores del set-point, corrigiendo posibles
perturbaciones que puedan afectar al sistema.
Hay varios elementos finales de control pero el más utilizado es la válvula de control.
Para el diseño de la planta se han utilizado las siguientes:
- Válvulas de regulación: son aquellas que actúan variando el flujo de una
corriente aumentando o disminuyendo la perdida de carga que tendrá que
encontrarse el fluido al pasar por la válvula.
- Válvula todo/nada: son aquellas que sólo tienen dos posiciones, abierta, donde
causaran la mínima pérdida de carga al fluido que las atraviesa, y cerrada,
impidiendo el paso total del fluido
3.7.2 Listado válvulas de control
A continuación se presenta el listado de las válvulas de control de la planta agrupadas
por áreas e indicando el tipo de acción que tienen y la posición en caso de fallo del
suministro de aire a la válvula.
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-108
LISTADO DE VÁLVULAS DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 100 UBICACIÓN: Castellbisbal
EQUIPO Nombre del lazo Item Descripción Final de Carrera Posición en fallo de aire Situación Actuación
T-101 L-TE-1 LHV-T101-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-102 L-TE-1 LHV-T102-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-103 L-TE-1 LHV-T103-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-104 L-TE-1 LHV-T104-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-105 L-TE-1 LHV-T105-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-106 L-TE-1 LHV-T106-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-107 L-TE-1 LHV-T107-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-108 L-TE-1 LHV-T108-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-109 L-TAT-1 LHV-T109-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-110 L-TAT-1 LHV-T110-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-111 L-TAT-1 LHV-T111-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-112 L-TAT-1 LHV-T112-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
T-113 L-TAT-1 LHV-T113-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-109
LISTADO DE VÁLVULAS DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 200 UBICACIÓN: Castellbisbal
EQUIPO Nombre del lazo Item Descripción Final de Carrera Posición en fallo de aire Situación Actuación
R-201 C-R201-1 PCV-R201-1 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
R-201 PH-R201-1 PHCV-R201-2 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
R-201 P-R201-1 PCV-R201-3 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
R-201 FV-R201-1 FVCV-R201-4 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
S-201 L-S201-1 LCV-S201-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
S-201 P-S201-1 PCV-S201-2 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
S-201 FM-S201-1 FMCV-S201-3 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
S-201 FV-S201-1 FVCV-S201-4 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
RE-201 T-RE201-1 TCV-RE201-2 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-110
LISTADO DE VÁLVULAS DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 300 UBICACIÓN: Castellbisbal
EQUIPO Nombre del lazo Item Descripción Final de Carrera Posición en fallo de aire Situación Actuación
AB-301 P-AB301-1 PCV-AB301-1 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
AB-301 T-AB301-1 TCV-AB301-2 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
AB-301 FV-AB301-1 FVCV-AB301-3 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
AB-301 FV-AB301-2 FVCV-AB301-4 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
AB-301 L-AB301-1 LCV-AB301-5 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
D-301 P-D301-1 PCV-D301-1 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
D-301 T-D301-1 TCV-D301-2 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
D-302 CO-D302-1 COCV-D302-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
D-302 L-D302-1 LCV-D302-2 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
D-302 L-D302-2 LCV-D302-3 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
D-302 P-D302-1 PCV-D302-4 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
D-302 P-D302-2 PCV-D302-5 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
D-302 T-D302-1 TCV-D302-6 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
D-302 T-D302-2 TCV-D302-7 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
TP-301 L-TP301-1 LHV-TP301-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
TP-301 T-TP301-1 TCV-TP301-1 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
TP-302 L-TP302-1 LHV-TP302-1 Válvula todo/nada Si(A/C) Cerrado Campo Neumática
TP-302 FV-TP302-1 FVCV-TP302-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
S-301 L-S301-1 LCV-301-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
S-301 P-S301-1 PCV-S301-2 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-111
LISTADO DE VÁLVULAS DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 700 UBICACIÓN: Castellbisbal
EQUIPO Nombre del lazo Item Descripción Final de Carrera Posición en fallo de aire Situación Actuación
R-701 P-R701-1 PCV-R701-1 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
CA-701 P-CA701-1 PCV-CA701-1 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
LISTADO DE VÁLVULAS DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 800 UBICACIÓN: Castellbisbal
EQUIPO Nombre del lazo Item Descripción Final de Carrera Posición en fallo de aire Situación Actuación
R-801 PH-R801-1 PHCV-R801-1 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
R-801 T-R801-1 TCV-R801-2 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
R-802 PH-R802-1 PHCV-R802-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
TD-801 L-TD801-1 LCV-TD801-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
R-804 T-R804-1 TCV-R804-1 Válvula de regulación Sí Abierto Campo Neumática
R-804 PH-R804-1 PHCV-R804-2 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
SBR-801A OD-SBR801A-1 ODCV-SBR801A-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
SBR-801B OD-SBR801B-1 ODCV-SBR801B-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
R-803 PH-R803-1 PHCV-R803-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
R-803 PH-R803-1 PHCV-R803-2 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
R-803 OD-R803-1 ODCV-R803-1 Válvula de regulación No Abierto Campo Neumática
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-112
3.7.3 Dimensionamiento de válvulas de control
El diseño de las válvulas consiste principalmente en la elección de los coeficientes de
caudal Kvs y Cv, y el tamaño de la válvula (diámetro nominal). Estos son los
parámetros que presentan los fabricantes para la elección de las válvulas.
Definición de los parámetros característicos de una válvula de control
- Kv es el caudal de agua en m3/h a una temperatura entre 5 y 30ºC que con una
pérdida de presión de 1 bar fluye a través de una válvula con cualquier obertura.
- El Kvs es el valor que representa el Kv previsto para una obertura teórica de la
válvula del 100%.
- El Cv, se define como el caudal de agua en galones USA por minuto que con una
pérdida de presión de 1 psi fluye a través de la válvula totalmente abierta.
La única diferencia entre el Kvs y el Cv son únicamente las unidades. Por tanto, se
relación siguiendo la ecuación:
Kvs = 0.86 * Cv
Selección de una válvula de control
Antes de elegir los parámetros de la válvula es necesario hacer un cálculo previo a
partir de los valores de:
- caudal
- caída de presión en la válvula
- propiedades del fluido
3.7.3.1 Ecuaciones
El cálculo de Kv se hará utilizando las propiedades del fluido y el diámetro de la
conducción donde se situará la válvula de control.
Primero de todo se ha de especificar la pérdida de carga que habrá en la válvula:
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-113
Donde,
v : velocidad del fluido (m/s)
g : la aceleración de la gravedad = 9.81 m/s
k : constante de la válvula, k=10 para válvulas todo nada, k=13 para válvulas de
regulación.
ev : pérdida de carga (m)
A partir del caudal másico, la densidad y el diámetro de la conducción se puede
calcular
la velocidad del fluido a través de la válvula:
Donde,
v : velocidad del fluido (m/s)
W : caudal másico (kg/h)
ρ : densidad del fluido (kg/m3)
D : diámetro de la conducción (m)
También se puede calcular a partir del caudal, ya que Q=W/ ρ
Con estas ecuaciones se transforma la ecuación de la pérdida de carga:
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-114
Simplificando esta ecuación se obtiene:
Para encontrar la perdida de presión habrá que seguir la siguiente fórmula:
∆P=0,5 x ρ x v2 x 10-5 (bar)
Una vez calculada la pérdida de carga en la válvula se podrá calcular el valor de Kv
teniendo en cuenta si se trabaja con líquidos, con gases o vapor de agua.
- Para líquidos (L):
Donde,
Kv (m3/h)
Q : caudal volumétrico (m3/h)
ΔP : pérdida de carga en la válvula (bar)
ρ : densidad del fluido (kg/m3)
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-115
- Para gases (G):
Donde,
Kv (m3/h)
W : caudal másico (Kg/h)
P1 : presión en la entrada de la válvula (bar)
ρ : densidad del fluido en la entrada de la válvula (Kg/m3)
m : factor que es función de P1/P2. Se utiliza m = 0.2, aproximando en todas las
válvulas
P1/P2 ≈ 1.
- Para vapor de agua (V):
Donde,
Kv (m3/h)
W : caudal másico (Kg/h)
m : factor que es función de P1/P2. Se utiliza m = 0.2, aproximando en todas las
válvulas P1/P2 ≈ 1.
Z: factor que es función de P1 y de la temperatura del vapor de agua. (Tabla 2)
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-116
Tabla 1. Coeficientes de perdida de presión m en función de P2/P1
Tabla 2. Factor de compresibilidad Z para vapor de agua. Todas las presiones son en bar
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-117
3.7.3.2 Dimensionamiento de válvulas de control
A continuación se muestran las tablas donde se muestran los dimensionamientos de
las válvulas de control agrupadas por aéreas.
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-118
LISTADO DE ELEMENTOS FINAL DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 100 UBICACIÓN: Castellbisbal
Item Diametro (m) Estado ρ (Kg/m3) Q(m3/h) v(m/s) ev(m) AP (bar) Kvs (m3/h)
LHV-T101-1 0,0508 L 567,92 10,14 1,39 0,10 0,05 32,63
LHV-T102-1 0,0508 L 567,92 10,14 1,39 0,10 0,05 32,63
LHV-T103-1 0,0508 L 567,92 10,14 1,39 0,10 0,05 32,63
LHV-T104-1 0,0508 L 567,92 10,14 1,39 0,10 0,05 32,63
LHV-T105-1 0,0508 L 567,92 10,14 1,39 0,10 0,05 32,63
LHV-T106-1 0,0508 L 567,92 10,14 1,39 0,10 0,05 32,63
LHV-T107-1 0,0508 L 567,92 10,14 1,39 0,10 0,05 32,63
LHV-T108-1 0,0508 L 567,92 10,14 1,39 0,10 0,05 32,63
LHV-T109-1 0,0508 L 780 11,971 1,64 0,11 0,10 32,63
LHV-T110-1 0,0508 L 780 11,971 1,64 0,11 0,10 32,63
LHV-T111-1 0,0508 L 780 11,971 1,64 0,11 0,10 32,63
LHV-T112-1 0,0508 L 780 11,971 1,64 0,11 0,10 32,63
LHV-T113-1 0,0508 L 780 11,971 1,64 0,11 0,10 32,63
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-119
LISTADO DE ELEMENTOS FINAL DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 200 UBICACIÓN: Castellbisbal
Item Diametro (m) Estado ρ (Kg/m3) Q(m3/h) v(m/s) ev(m) AP (bar) Kvs (m3/h)
PCV-R201-1 0,0762 L 996,6 26,7 1,63 0,05 0,13 73,42
PHCV-R201-2 0,003175 L 1180 0,057 2,00 35,76 0,24 0,13
PCV-R201-3 1,524 G 1,78 41582,52 6,33 0,00 0,00 19437,56
FVCV-R201-4 0,1524 L 927,26 6,55 0,10 0,00 0,00 293,68
LCV-S201-1 0,1524 L 946,4 4,476 0,07 0,00 0,00 293,68
PCV-S201-2 0,1016 G 1,66 45686,92 1565,37 27,34 203,38 20623,71
FMCV-S201-3 0,1524 G 3,37 1961 29,86 0,23 0,15 728,20
FVCV-S201-4 0,1016 G 2,22 858,9 29,43 0,51 0,10 448,37
LCV-RE201-2 0,00635 V 4,27 2,738 24,02 107,36 0,12 5,85
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-120
LISTADO DE ELEMENTOS FINAL DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 300 UBICACIÓN: Castellbisbal
Item Diametro (m) Estado ρ (Kg/m3) Q(m3/h) v(m/s) ev(m) AP (bar) Kvs (m3/h)
PCV-AB301-1 0,6096 G 1,29 30012,63 28,56 0,01 0,05 8445,10
TCV-AB301-2 0,2032 L 992,11 258,65 2,22 0,01 0,24 522,10
FVCV-AB301-3 0,1524 L 1014,9 119 1,81 0,01 0,17 293,68
FVCV-AB301-4 0,6096 G 1,29 29868,57 28,43 0,01 0,05 8404,57
LCV-AB301-5 0,1524 L 985,06 133,32 2,03 0,02 0,20 293,68
PCV-D301-1 0,0762 G 1,65 510,85 31,12 0,97 0,08 229,91
TCV-D301-2 0,0508 L 992,11 12,83 1,76 0,12 0,15 32,63
COCV-D302-1 0,127 L 772,01 67,03 1,47 0,02 0,08 203,94
LCV-D302-2 0,2032 L 947,95 184,72 1,58 0,01 0,12 522,10
LCV-D302-3 0,2032 L 947,94 159,1 1,36 0,01 0,09 522,10
PCV-D302-4 0,8128 G 1,83 33382 17,87 0,00 0,03 15821,91
PCV-D302-5 0,8636 G 0,59 41141,59 19,51 0,00 0,01 11072,05
TCV-D302-6 0,3556 L 1011,08 731,25 2,05 0,00 0,21 1598,92
TCV-D302-7 0,254 V 4,266 5255,97 28,81 0,08 0,18 11210,98
TCV-TP301-1 0,127 L 993,65 51,12 1,12 0,01 0,06 203,94
FVCV-TP302-1 0,1524 L 947,49 133,731 2,04 0,02 0,20 293,68
LCV-301-1 0,0762 L 968,08 23,598 1,44 0,04 0,10 73,42
PCV-S301-2 0,6096 G 2,17 24402,503 23,23 0,01 0,06 12594,62
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-121
LISTADO DE ELEMENTOS FINAL DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 700 UBICACIÓN: Castellbisbal
Item Diametro (m) Estado ρ (Kg/m3) Q(m3/h) v(m/s) ev(m) AP (bar) Kvs (m3/h)
PCV-R701-1 0,4572 G 0,476 15538,832 26,29 0,02 0,02 3756,15
PCV-CA701-1 0,4572 G 0,516 14300 24,20 0,02 0,02 3599,00
LISTADO DE ELEMENTOS FINAL DE CONTROL PLANTA: Producción Acetaldehído
ÁREA 800 UBICACIÓN: Castellbisbal
Item Diametro (m) Estado ρ (Kg/m3) Q(m3/h) v(m/s) ev(m) AP (bar) Kvs (m3/h)
PHCV-R801-1 0,003175 L 1800 0,057 2,00 35,76 0,36 0,13
TCV-R801-2 0,0508 L 1011,08 9,89 1,36 0,09 0,09 32,63
PHCV-R802-1 0,003175 L 1148,57 0,05 1,75 31,37 0,18 0,13
LCV-TD801-1 0,01905 L 1000 1,29 1,26 0,62 0,08 4,59
TCV-R804-1 0,1016 L 1011,08 51,12 1,75 0,03 0,16 130,52
PHCV-R804-2 0,01905 L 1148,57 1,2 1,17 0,58 0,08 4,59
ODCV-SBR801A-1 0,0508 G 1,2 100 13,71 0,96 0,01 27,14
ODCV-SBR801B-1 0,0508 G 1,2 100 13,71 0,96 0,01 27,14
PHCV-R803-1 0,003175 L 1180 0,057 2,00 35,76 0,24 0,13
PHCV-R803-2 0,003175 L 2100 0,057 2,00 35,76 0,42 0,13
ODCV-R803-1 0,0381 G 1,2 150 36,55 4,54 0,08 40,71
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-122
3.7.4 Hoja de especificaciones válvulas de control
A continuación se presentan las hjoas de especificaciones de las válvulas de control.
Se ha realizado una hoja de especificaciones como referencia para cada una de los
tipos de válvulas de control relevantes presentes en el proceso.
Las hojas de especificación descritas a continuación son:
- Válvula de regulación
- Válvula todo/nada
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-123
3.7.4.1 Válvula de regulación
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-124
3.7.4.2 Válvula todo/nada
3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
3-125
3.8. BIBLIOGRAFÍA
Stephanopoulos, G. “Chemical Process Control: An Introduction to Theory and
Practice”. Prentice-Hall (New Jersey), 1984
Guía para el cálculo de válvulas SAMSON
Catálgo de válvulas casa SAMSON